Die Zukunft der terrestrischen Astronomie ist rosig. Und das ist schlecht.
Der Himmel füllt sich schnell mit sich schnell bewegenden Satelliten, die das Sonnenlicht reflektieren und die Detektoren der Astronomen lahmlegen. Schließlich ist es äußerst schwierig, schwache Galaxien im fernen Kosmos zu erkennen, wenn jemand mit einer Taschenlampe in Ihr Teleskop leuchtet.
Der Hauptschuldige ist SpaceX, das seit 2018 eine riesige und wachsende Flotte von Starlink-Internetsatelliten gestartet hat. Von den mehr als 7.500 Satelliten, die im Orbit um die Erde operieren, sind mehr als 3.900 Starlinks, also mehr als die Hälfte Vögel, die unseren Planeten umgeben. Hissen Sie die SpaceX-Flagge.
Diese Satelliten bedrohen bereits die Astronomie. Viele Teleskope, insbesondere solche, die den Himmel in weiten Winkeln abtasten, um nach erdbedrohlichen Asteroiden zu suchen, sehen Beobachtungen, die durch helle Satelliten, die ihr Sichtfeld kreuzen, beeinträchtigt werden. Wenn sie unentdeckt bleiben, können sie zu Fehlalarmen führen – Dingen, die zunächst als real angenommen werden, bei denen jedoch möglicherweise umfangreiche Anstrengungen erforderlich sind, um herauszufinden, dass dies nicht der Fall ist. Das es wird nur noch schlimmer werden da mehr Starlinks gesucht werden; 12.000 sind geplant und SpaceX hat Unterlagen für weitere 30.000 eingereicht. In diesem Fall wird der Himmel mit durchfliegenden Satelliten gefüllt sein.
Aber vielleicht ironischerweise hat Elon Musk, CEO von SpaceX, behauptet, dass die Ursache dieses Übels auch sein Heilmittel sein könnte. Das Unternehmen testet derzeit seine riesige Starship-Rakete, die, wenn sie wie geplant funktioniert, in der Lage sein wird, extrem große und schwere Nutzlasten zu starten. Dies, so Musk, könne genutzt werden, um große Teleskope über der Starlink-Satellitenflotte in den Weltraum zu schicken, was möglicherweise das Verschmutzungsproblem entschärfen und eine neue Ära der weit verbreiteten Weltraumastronomie einläuten könne.
In der Vergangenheit hat Musk viele Behauptungen zu einer Vielzahl von Themen aufgestellt, die entweder nicht aufgegangen sind oder nicht umgesetzt werden konnten. Sein fehlerhafter Hyperloop-Plan zum Beispiel oder die Atombombe an den Marspolen, um eine Atmosphäre zu schaffen, oder im Grunde alles, was er auf Twitter versprochen hat. Diese Behauptungen sind im Allgemeinen mehr als unrealistisch; Sie verfügen auch nicht über die erforderliche Spezifität, um sie durchzuführen.
Das Gleiche gilt für seine Idee einer Revolution in der Weltraumastronomie. Diese Aussage ist (um großzügig zu sein) naiv. Wie viele dieser Behauptungen Es ist gehört richtig, hält aber einer Überprüfung nicht stand. Einfach ausgedrückt: Auch wenn Starship definitiv wunderbare Dinge für die Astronomie tun kann, ist es keineswegs eine globale Lösung für das Starlink-Problem.
Ein Großteil der modernen Astronomie wird mit sehr großen Teleskopen durchgeführt, von denen einige Spiegel mit einem Durchmesser von acht Metern oder mehr haben. Derzeit ist keine Rakete in der Lage, einen monolithischen Spiegel dieser Größe ins All zu befördern.
Sowohl die amerikanische Delta-IV-Heavy-Rakete als auch die europäische Ariane-5-Rakete verfügen über eine Nutzlastverkleidung, den Teil der Raketenspitze, der ein mögliches Weltraumteleskop umschließt, mit einem Innendurchmesser von etwa fünf Metern. Dies sind zwei der größten fliegenden Raketen, aber leider werden beide ausgemustert (und die geplante Ariane 6 der nächsten Generation weist einige Entwicklungsprobleme auf). Beide sind sowieso nicht groß genug, um die größten Teleskope unterzubringen.
Das riesige Space Launch System der NASA verfügt derzeit über eine Verkleidung ähnlicher Größe, und eine geplante zukünftige Konfiguration kann 130 Tonnen mit einem effektiven Verkleidungsdurchmesser von etwa neun Metern in die Umlaufbahn befördern. Allerdings sind ihre Einführungskosten unerschwinglich und übersteigen leicht 2 Milliarden US-Dollar.
Starship hat derzeit eine Verkleidungsbreite von etwa acht Metern (eine zukünftige Version würde zehn Meter umfassen) und eine maximale Länge von etwa 17 Metern. Es wird 100 Tonnen in die erdnahe Umlaufbahn befördern. Es ist geräumig genug, um ein großes Teleskop unterzubringen. Es ist zwar unklar, wie viel ein Starship-Start kosten wird, aber alles unter 100 Millionen US-Dollar ist nicht unangemessen. In einer Pressekonferenz im Februar 2022 sagte Musk, dass die Kosten in ein paar Jahren auf nur 10 Millionen US-Dollar sinken könnten, aber auch hier sind seine Behauptungen mit Vorsicht zu genießen
Es ist klar, dass Starship die Startkosten erheblich senken kann. Bei den meisten Weltraumteleskopen, insbesondere bei großen, machen die Startkosten jedoch keinen großen Teil ihrer Lebenszeitkosten aus. Hubble zum Beispiel hat im Laufe der Jahre mehr als 16 Milliarden US-Dollar (in US-Dollar von 2021) gekostet, und der Start des Space Shuttle kostete etwa 1 Milliarde US-Dollar. JWST hat einen voraussichtlichen Preis in etwa der gleichen Höhe, mit Einführungskosten von rund 200 Millionen US-Dollar.
Eine Senkung der Einführungskosten wäre schön, belastet aber nur das Budget. Das meiste Geld wird für die Entwicklung und den Bau des Teleskops ausgegeben, da der Betrieb im Weltraum viel schwieriger ist als am Boden, wodurch sich die Gesamtkosten um ein Vielfaches vervielfachen; Beispielsweise kosteten die viel größeren Zwillings-10-Meter-Keck-Teleskope auf Hawaii jeweils etwa 90 Millionen US-Dollar (in US-Dollar von 1991).
Fairerweise muss man sagen, dass ein Teil dieser enormen Entwicklungskosten für Weltraumteleskope darauf zurückzuführen ist, dass ein großes Teleskop vorerst in eine kleinere Verkleidung passen muss. JWST wurde in die gefaltete Ariane-5-Verkleidung gequetscht und musste als 10-Gigabuck-Origami-Experiment im Weltraum eingesetzt werden, was noch nie zuvor durchgeführt wurde und die Kosten erheblich erhöhte. Eine größere Verkleidung hätte dies verhindert (allerdings musste der Tennisplatz-große Sonnenschirm, der zur Kühlung des Infrarot-Teleskops nötig war, immer noch heruntergeklappt werden, damit er hineinpasste). Außerdem würde die höhere Gewichtsbeschränkung von Starship bedeuten, dass die Ingenieure nicht jedes Gramm am Teleskop einsparen müssten; Ein stärkerer und schwererer Rahmen könnte zu wesentlich geringeren Kosten verwendet werden.
Aber, und das ist eine große Sache, aber tatsächlich kostet der Betrieb eines Weltraumteleskops auch viel Geld. Der Hubble-Bodenbetrieb kostet etwa 100 Millionen US-Dollar pro Jahr und JWST 172 Millionen US-Dollar pro Jahr. Die Keck-Teleskope kosteten nur 16 Millionen Dollar. Offensichtlich überwiegen die zusätzlichen Kosten für die Verwendung nur eines Weltraumteleskops schnell die Einsparungen bei den Startkosten.
Musks Behauptung einer astronomischen Revolution ignoriert auch die vielen Dutzend kleinerer Teleskope auf der Erde, die immer noch einen großen Einfluss auf die Astronomie haben. Der Bau und der Betrieb sind wesentlich kostengünstiger; Viele große Universitäten haben eines oder kaufen ein Konsortium wie die Association of Universities for Research in Astronomy, um die von ihnen verwalteten Teleskope zu nutzen. Zehntausende Starlink-Satelliten werden ihre Beobachtungen beeinträchtigen. Sie durch Weltraumteleskope zu ersetzen, ist weder sinnvoll noch machbar.
Offensichtlich steht der Astronomie im Weltraum eine sehr spannende Zukunft bevor, vorausgesetzt, dass Starship die versprochene Leistung erbringt (der erste Testflug hatte einige ernsthafte Probleme; der Verlust des Fahrzeugs kam nicht unerwartet, aber es ist noch nicht klar, ob dies einfach das Ergebnis war). Das). ob es sich um eine ungetestete Rakete handelt oder ob schwerwiegende Konstruktions- und Startfehler sie zum Scheitern verurteilt haben). Starship ist jedoch ein zweischneidiges Schwert: Es kann große Teleskope starten, aber auch eine große Anzahl von Starlink-Satelliten stationieren.
Weltraumteleskope waren nie dazu gedacht, bodengestützte Observatorien zu ersetzen, und das können sie auch nicht. Sie arbeiten komplementär zusammen, aber wir brauchen beides. Unabhängig von den Vorteilen, die Starship für Teleskope mit sich bringt, ist es nicht im wahrsten Sinne des Wortes die Komplettlösung für das wachsende Problem von Starlink.
Anmerkung des Autors: Mein Dank gilt dem Astronomen und dem „Orbitalpol“ Jonathan McDowell für ihre Hilfe bei einigen der Probleme in diesem Artikel.
Dies ist ein Meinungs- und Analyseartikel, und die von den Autoren geäußerten Ansichten stimmen nicht unbedingt mit denen von überein Amerikanischer Wissenschaftler
